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當(dāng)前，我國(guó)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)得到飛速發(fā)展，使人們的生活質(zhì)量得到明顯改善，同時(shí)減少了成本的研發(fā)成本，再加上我國(guó)高新技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及高新技術(shù)的大力支持，嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。本書結(jié)合學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，兼顧非電氣/自動(dòng)化和近電氣/自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)特點(diǎn)，主要介紹了STM32的原理及采用HAL庫(kù)在Proteus的簡(jiǎn)要仿真過(guò)程。全書共分為兩部分：部分對(duì)語(yǔ)言、HAL庫(kù)及編程、仿真平臺(tái)做了概述、總結(jié)；第二部分通過(guò)實(shí)例演示了采用HAL庫(kù)及STM32CubeMX編程的一般過(guò)程。本書的思想是完全替代8位、16位單片機(jī)，特別是51系列單片機(jī)，因此可作為應(yīng)用型本科及高職、高專的教材，也可作為普通院校的嵌入式系統(tǒng)課程教材，可在這類型學(xué)校推廣。該書引入了大量的示例，可作為技術(shù)人員、工程師的參考工具書。

單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是集中央處理器(運(yùn)算、控制)、隨機(jī)存儲(chǔ)器(數(shù)據(jù)存儲(chǔ))、只讀存儲(chǔ)器(程序存儲(chǔ))、輸入/輸出設(shè)備(串口、并口等)和中斷系統(tǒng)于同一芯片的器件。將中央處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備都做成單獨(dú)的芯片，安裝在一個(gè)主板上，就構(gòu)成了個(gè)人計(jì)算機(jī)主板，進(jìn)而可組裝成計(jì)算機(jī)。以往單片機(jī)以8位或16位的微控制器為主體，這種單片機(jī)久經(jīng)歲月的洗禮，在工業(yè)控制應(yīng)用中大放光芒。然而，現(xiàn)代工程需求對(duì)單片機(jī)的功能、響應(yīng)速度、功耗的要求越來(lái)越高，以89C51系列單片機(jī)為代表的傳統(tǒng)單片機(jī)已經(jīng)不能滿足這些要求。盡管工程師可以選擇諸如ARM系列更高效快速的微處理器，但從成本及開(kāi)發(fā)門檻等方面考慮，其還是很難滿足要求。基于此，ST(意法半導(dǎo)體)公司使用ARM公司的CortexM0、M0 、M3、M4和M7內(nèi)核生產(chǎn)了32位高性價(jià)比的STM32微處理器，其按內(nèi)核架構(gòu)分為主流產(chǎn)品(STM32F0、STM32F1、STM32F3)、超低功耗產(chǎn)品(STM32L0、STM32L1、STM32L4、STM32L4 )、高性能產(chǎn)品(STM32F2、STM32F4、STM32F7、STM32H7)。不論哪種內(nèi)核架構(gòu)的產(chǎn)品，其內(nèi)部資源(寄存器和外設(shè)功能)都較8051、AVR和PIC要豐富得多，因此STM32一上市就迅速占領(lǐng)了中低端微處理器市場(chǎng)，頗有星火燎原之勢(shì)。當(dāng)然，這與其倡導(dǎo)的基于庫(kù)的開(kāi)發(fā)方式密不可分。采用庫(kù)的開(kāi)發(fā)方式，僅通過(guò)調(diào)用庫(kù)里面的API就可迅速搭建一個(gè)大型程序，寫出各種用戶所需的應(yīng)用，這就大大降低了學(xué)習(xí)及開(kāi)發(fā)門檻。特別是STM32CubeMX軟件的問(wèn)世，更是使其應(yīng)用庫(kù)函數(shù)開(kāi)發(fā)進(jìn)展迅速。基于此，本書主要對(duì)庫(kù)采用的C語(yǔ)言做了總結(jié)歸納，進(jìn)而對(duì)STM32的構(gòu)成及庫(kù)函數(shù)的封裝形式做了簡(jiǎn)要分析，*后采用HAL庫(kù)在Proteus平臺(tái)進(jìn)行編程實(shí)例化。本書主要包括兩篇。篇：語(yǔ)言、HAL庫(kù)及編程平臺(tái)。本篇?dú)w納總結(jié)了C語(yǔ)言程序常用語(yǔ)法、關(guān)鍵字，簡(jiǎn)要介紹了STM32的特點(diǎn)、分類等內(nèi)容；此外，還介紹了函數(shù)對(duì)寄存器封裝方法、HAL庫(kù)，以及STM32CbueMX、Keil MDK、Proteus等工具。第二篇：設(shè)計(jì)仿真。本篇介紹了點(diǎn)亮LED燈、按鍵掃描控制LED燈、按鍵中斷控制LED燈、基本定時(shí)器、PWM輸出(仿真器端口電平、呼吸燈、PWM捕獲)、串口收發(fā)送數(shù)據(jù)(輪循、中斷、DMA)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC、單總線控制(溫、濕度采集)及LCD1602的仿真應(yīng)用。本書由編者結(jié)合多年從事機(jī)電一體化、信號(hào)檢測(cè)技術(shù)等相關(guān)課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)編寫而成，為初學(xué)、自學(xué)的學(xué)生、研究人員學(xué)習(xí)HAL庫(kù)編程的入門書籍，尤其適合無(wú)硬件基礎(chǔ)或掌握的硬件知識(shí)不豐富的讀者，適用于入門培訓(xùn)、課堂教學(xué)。本書的出版得到了南昌航空大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程培育項(xiàng)目的大力支持。在編寫本書的過(guò)程中，參考了多種書籍、文獻(xiàn)，除參考文獻(xiàn)中所列的文獻(xiàn)之外，還有許多來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)，無(wú)法一一注明出處。在此，謹(jǐn)向所有文獻(xiàn)作者表示感謝！由于作者水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請(qǐng)各位讀者給予批評(píng)、指正

第1篇C語(yǔ)言、HAL庫(kù)及編程、仿真平臺(tái)

第1章C語(yǔ)言知識(shí)要點(diǎn)(3)

1.1C語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)(3)

1.2數(shù)組(8)

1.3函數(shù)(12)

1.4指針(16)

1.5結(jié)構(gòu)體、共用體與枚舉(21)

1.6編程規(guī)范(27)

思考與練習(xí)(39)

第2章STM32簡(jiǎn)介(40)

2.1CortexM3內(nèi)核(40)

2.2STM32的特點(diǎn)(40)

2.3STM32的分類(41)

2.4STM32的型號(hào)說(shuō)明(42)

2.5內(nèi)部資源(43)

2.6內(nèi)部結(jié)構(gòu)(45)

2.7時(shí)鐘樹(shù)(47)

思考與練習(xí)(49)

第3章寄存器的函數(shù)封裝方法(50)

3.1地址空間(50)

3.2通過(guò)地址設(shè)置寄存器(53)

3.3地址重命名(53)

3.4外設(shè)的封裝(54)

3.5寄存器的封裝(55)

思考與練習(xí)(56)

第4章HAL庫(kù)及編程平臺(tái)(57)

4.1標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)及HAL庫(kù)的比較(57)

4.2HAL庫(kù)(57)

4.3圖形配置工具STM32CubeMX(63)

4.4編程平臺(tái)Keil MDK5(78)

思考與練習(xí)(84)

第5章仿真平臺(tái)Proteus 8.6(85)

5.1Proteus 8.6環(huán)境(85)

5.2添加及布置元器件(89)

5.3仿真控制(91)

思考與練習(xí)(92)

第2篇設(shè) 計(jì) 仿真

第6章點(diǎn)亮LED燈(95)

6.1GPIO簡(jiǎn)介(95)

6.2實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(101)

6.3STM32CubeMX配置工程(104)

6.4仿真結(jié)果(112)

6.5代碼分析(112)

6.6點(diǎn)亮3個(gè)LED燈(116)

6.7流水燈(118)

思考與練習(xí)(123)

第7章用按鍵掃描控制LED燈(126)

7.1實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(126)

7.2STM32CubeMX配置工程(127)

7.3代碼分析(129)

7.4編寫用戶代碼(130)

7.5仿真結(jié)果(132)

7.6按鍵說(shuō)明(132)

思考與練習(xí)(133)

第8章按鍵中斷控制LED燈(134)

8.1中斷和異常向量(134)

8.2NVIC優(yōu)先級(jí)分組(137)

8.3外部中斷(138)

8.4實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(139)

8.5STM32CubeMX配置工程(139)

8.6代碼分析(140)

8.7編寫用戶代碼(143)

8.8仿真結(jié)果(144)

思考與練習(xí)(144)

第9章仿真器端口電平基本定時(shí)器(145)

9.1定時(shí)器功能簡(jiǎn)介(145)

9.2基本定時(shí)器工作分析(145)

9.3基本定時(shí)器時(shí)鐘源(146)

9.4基本定時(shí)器周期(146)

9.5實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(146)

9.6STM32CubeMX配置工程(147)

9.7外設(shè)結(jié)構(gòu)體分析(149)

9.8編寫用戶代碼(151)

9.9查看運(yùn)行結(jié)果(151)

9.10仿真結(jié)果(153)

思考與練習(xí)(155)

第10章仿真器端口電平PWM輸出(156)

10.1通用定時(shí)器工作分析(156)

10.2定時(shí)器的時(shí)鐘源(159)

10.3實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(160)

10.4STM32CubeMX配置工程(160)

10.5外設(shè)結(jié)構(gòu)體分析(162)

10.6編寫用戶代碼(163)

10.7實(shí)例現(xiàn)象(163)

思考與練習(xí)(164)

第11章呼吸燈PWM輸出再應(yīng)用(165)

11.1呼吸燈控制原理(165)

11.2實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(166)

11.3STM32CubeMX配置工程(166)

11.4中斷函數(shù)分析(168)

11.5編寫用戶代碼(168)

11.6仿真結(jié)果(169)

11.7重寫回調(diào)函數(shù)(169)

思考與練習(xí)(170)

第12章脈沖測(cè)量PWM捕獲(172)

12.1捕獲的再理解(172)

12.2實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(173)

12.3STM32CubeMX配置工程(173)

12.4中斷函數(shù)分析(174)

12.5編寫用戶代碼(175)

12.6仿真結(jié)果(177)

12.7PWM輸入捕獲特例設(shè)置(178)

思考與練習(xí)(182)

第13章向串口發(fā)送數(shù)據(jù)(183)

13.1串口基礎(chǔ)知識(shí)(183)

13.2實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(187)

13.3STM32CubeMX配置工程(188)

13.4外設(shè)結(jié)構(gòu)體分析(189)

13.5編寫用戶代碼(192)

13.6仿真結(jié)果(192)

13.7重定向函數(shù)(192)

思考與練習(xí)(194)

第14章串口收發(fā)數(shù)據(jù)(195)

14.1實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(195)

14.2STM32CubeMX配置工程(196)

14.3中斷函數(shù)分析(197)

14.4編寫用戶代碼(198)

14.5仿真結(jié)果(199)

思考與練習(xí)(199)

第15章LED燈與串口輸出并行(200)

15.1DMA概述(200)

15.2實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(202)

15.3STM32CubeMX配置工程(203)

15.4DMA中斷函數(shù)分析(205)

15.5編寫用戶代碼(205)

15.6仿真結(jié)果(206)

思考與練習(xí)(206)

第16章實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC(207)

16.1RTC的特點(diǎn)及時(shí)鐘源選擇(207)

16.2UNIX時(shí)間戳(207)

16.3實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(208)

16.4STM32CubeMX配置工程(208)

16.5外設(shè)結(jié)構(gòu)體分析(210)

16.6編寫用戶代碼(213)

16.7仿真結(jié)果(214)

思考與練習(xí)(214)

第17章芯片自帶溫度傳感器使用A/D轉(zhuǎn)換(215)

17.1STM32的A/D轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)介(215)

17.2實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(217)

17.3STM32CubeMX配置工程(217)

17.4外設(shè)結(jié)構(gòu)體分析(220)

17.5編寫用戶代碼(224)

思考與練習(xí)(224)

第18章單總線控制下的DS18B20溫度采集(226)

18.1DS18B20簡(jiǎn)介(226)

18.2實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(234)

18.3STM32CubeMX配置工程(235)

18.4延時(shí)函數(shù)說(shuō)明(236)

18.5編寫用戶代碼(236)

18.6實(shí)例現(xiàn)象(241)

第19章單總線控制下的溫濕度測(cè)量(243)

19.1DHT11簡(jiǎn)介(243)

19.2實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(245)

19.3STM32CubeMX配置工程(246)

19.4編寫用戶代碼(246)

19.5仿真結(jié)果(250)

第20章LCD1602顯示字形式讀寫端口(252)

20.1LCD1602簡(jiǎn)介(252)

20.2實(shí)例描述及硬件連接圖繪制(256)

20.3STM32CubeMX配置工程(256)

20.4預(yù)編程分析(259)

20.5編寫用戶代碼(260)

20.6仿真結(jié)果(262)

附錄AProteus常用元器件關(guān)鍵字中英文對(duì)照表(264)

附錄B基本邏輯門電路符號(hào)(266)

部分參考答案(267)

參考文獻(xiàn)(270)

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